موت الخلية: أنواعها وخصائصها - مادة الاحياء - 2025

و موت الخلايا هو عملية تدمير المكونات الخلوية التي تعاني من جميع الكائنات الحية في مراحل مختلفة. في جميع الكائنات متعددة الخلايا يجب أن يكون هناك توازن أمثل بين موت الخلايا وتكاثر الخلايا.

يحدث موت الخلية بواسطة آليتين رئيسيتين: النخر أو الموت العرضي للخلايا ، والاستماتة أو موت الخلية المبرمج. تُعزى كل آلية إلى مورفولوجيا خلية معينة.

الاختلافات بين موت الخلايا المبرمج والنخر.

المصدر: المعهد الوطني لتعاطي الكحول وإدمان الكحول (NIAAA)

يشتمل موت الخلايا المبرمج أو موت الخلية المبرمج على مسار منظم للغاية بواسطة المكونات الجينية. في كثير من الأحيان عندما يعاني الكائن الحي من ظروف مرضية (أمراض تنكسية ، على سبيل المثال) ، يمكن تنفيذ برنامج موت الخلايا المبرمج بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى تدمير الخلايا بشكل لا داعي له.

يعد موت الخلايا المبرمج مكونًا مهمًا في مسارات النمو والتوازن (التحكم بين موت الخلايا وانتشارها) بشكل عام.

يعد موت الخلايا العرضي أو نخرها هو النوع الثاني من موت الخلايا. إنه يقدم اختلافات جذرية إذا قارناه بموت الخلايا المبرمج. تحدث هذه الظاهرة عندما تتعرض الخلايا لبيئة غير مواتية أو قاسية ، مما يؤدي إلى تلف الهياكل الخلوية.

موت الخلايا المبرمج أو موت الخلايا المبرمج

منظور تاريخى

في عام 1972 ، تم استخدام مصطلح موت الخلايا المبرمج لأول مرة. ظهرت في مقال علمي كلاسيكي كتبه المؤلفون كير وويلي وكوري. بالنسبة إلى Kerr et al. ، يصف مصطلح الاستماتة الشكل المورفولوجي المميز لموت الخلايا.

على الرغم من أن هذه السمات قد تم تفصيلها بالفعل عدة مرات ، فإن هؤلاء المؤلفين هم أول من أعطى هذه الظاهرة اسمًا.

تعريف

يتكون الكائن متعدد الخلايا من عدة خلايا يجب أن تقيم روابط مع بعضها البعض. يجب أن يظل المجتمع منظمًا بشكل صارم ، ويتحقق ذلك من خلال إنشاء تحكم بين تكاثر الخلايا الجديدة والقضاء على الخلايا الموجودة بالفعل.

بهذه الطريقة ، الخلايا التي لم تعد هناك حاجة إليها لأسباب متعددة تخضع لنوع من "الانتحار" الجزيئي يسمى موت الخلايا المبرمج.

موت الخلايا المبرمج هو ظاهرة فسيولوجية طبيعية. إنه ينطوي على القضاء على بعض الخلايا. هذه الآلية ضرورية للحفاظ على أنسجة البالغين تعمل بشكل صحيح. كما أنه يلعب دورًا في نمو الجنين.

المميزات

الحفاظ على توازن الانتشار

الهدف الرئيسي لموت الخلايا المبرمج هو الحفاظ على توازن تكاثر الخلايا. على سبيل المثال ، في أجسامنا ، يتم القضاء على ما يقرب من 5 × 10 ^{11 من} كريات الدم الحمراء أو خلايا الدم يوميًا من خلال موت الخلايا.

حماية الخلايا

بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسمح بإنشاء آلية حماية ضد الخلايا التي من المحتمل أن تؤثر على الجسم. في حالة الخلايا التي كانت ضحية لعدوى فيروسية ، فإنها تقتل عادة عن طريق الموت الخلوي المبرمج. وبالتالي ، لن يتمكن الفيروس من الاستمرار في الانتشار داخل المضيف.

لا يقضي موت الخلايا المبرمج على الخلايا المصابة بمسببات الأمراض الخارجية فحسب ، بل إنه قادر أيضًا على استبعاد خلايا الكائن الحي التي تلحق الضرر بالمادة الجينية. في هذه الحالة ، يتم القضاء على الخلايا التي تحمل الطفرات الضارة بالكائن الحي.

في حالة استمرار نمو هذه الخلايا غير الطبيعية وعدم عمل آليات موت الخلايا ، يمكن أن تظهر الأورام وتطور أنواع مختلفة من السرطان.

تنسيق نمو الجنين

يلعب موت الخلايا المبرمج دورًا مهمًا في نمو الجنين. أثناء تكوين نفسه ، يجب التخلص من العديد من الخلايا غير الضرورية.

على سبيل المثال ، فهي مسؤولة عن القضاء على الأنسجة في اليرقات في الكائنات الحية التي تخضع للتحول: اليرقات والبرمائيات. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز بعض أشكال الأحداث بوجود أغشية بين الأصابع ، وهي سمة من سمات الحياة المائية.

عندما يصبح الكائن الحي بالغًا ، تختفي هذه الأغشية ، لأن الخلايا التي يتكون منها تخضع لحدث موت الخلية المبرمج. بشكل عام ، تشكل عملية موت الخلايا المبرمج أطراف البشر والفئران: هياكل على شكل مجرفة تنتهي بأرقام جيدة التكوين.

أثناء تطور الثدييات ، يساهم موت الخلايا المبرمج في تكوين الجهاز العصبي. عندما يتطور الجسم ، يتم إنتاج عدد كبير من الخلايا العصبية ، والتي يتم التخلص منها لاحقًا عن طريق موت الخلايا المبرمج.

الخلايا العصبية التي تبقى على قيد الحياة (حوالي 50٪) تقوم بعمل اتصالات صحيحة مع الخلايا المستهدفة. عندما يتم إنشاء الاتصال هو الصحيح ، يبدأ إفراز سلسلة من عوامل النمو التي تسمح للخلية بالبقاء ، لأنها تمنع برنامج موت الخلية.

الخصائص الخلوية لموت الخلايا المبرمج

أثناء موت الخلية المبرمج ، تعرض الخلية نمطًا ظاهريًا معينًا. الميزة الأولى التي يمكن تمييزها هي تجزئة الحمض النووي الصبغي.

في هذا الحدث ، يحدث انهيار النوكليوسومات ، الهياكل التي شكلتها الحمض النووي والبروتينات. مع تكثف الكروماتين ، تنقسم النواة إلى قطع صغيرة.

مع تقدم العملية ، يتناقص حجم الخلية بشكل ملحوظ. في النهاية ، تنقسم الخلية إلى أجزاء متعددة محاطة بغشاء الخلية. كل من هذه القطع معروفة باسم أجسام أبوطوزية.

في وقت لاحق ، تكون خلايا الجهاز المناعي المسماة البلاعم (macrophages) مسؤولة عن التعرف على هذه الهياكل المحتضرة وبلعها.

وهكذا ، فإن "جثة" الخلية التي خضعت لموت الخلايا المبرمج تختفي فعليًا من الكائن الحي الذي تنتمي إليه - على عكس ما يحدث عندما تموت الخلية من الإصابة. في السيناريو الأخير ، تتضخم الخلايا وتتحلل في النهاية ، مما يؤدي إلى تأجيج المنطقة المعنية.

أثناء موت الخلايا المبرمج ، يحدث التلف في الميتوكوندريا ، والتي تتميز بإطلاق سلسلة من الجزيئات التي تحفز آلية الموت ، مثل السيتوكروم ج ، وبروتينات Smac / Diablo ، من بين أمور أخرى.

الجوانب الجينية

يحدث التنظيم الصارم لموت الخلايا المبرمج بفضل الأداء المنسق للجينات المختلفة.

أجريت الدراسات الأولى المتعلقة بالآلية الجينية للاستماتة في الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans. في هذا الكائن الحي ، تم تحديد 3 جينات مرتبطة بتنفيذ وتنظيم عملية موت الخلايا المبرمج بأكملها.

في الثدييات ، تم العثور على جينات مشابهة جدًا لتلك الموجودة في النيماتودا. لذلك ، فقد كانوا كيانات محفوظة للغاية طوال التطور.

Ced-3 هو مثال لعائلة مكونة من أكثر من اثني عشر بروتياز (إنزيمات تحلل البروتينات) ، والمعروفة باسم الكاسبيسات.

خلال حالة الموت المبرمج ، تتحلل الكاسبيسات أكثر من 100 بروتين موجود في الخلية المعنية. من بين البروتينات المستهدفة في الكاسبيسات ، نجد مثبطات الدنايز ، والتي تسبب انهيار الحمض النووي في نواة الخلية.

الكاسبيسات مسؤولة أيضًا عن تمزق الصفيحة النووية ، مما يؤدي إلى تفتيت النواة والهيكل الخلوي بشكل عام. النتائج المباشرة لجميع أحداث التدهور هذه هي تجزئة الخلية.

بدء موت الخلايا المبرمج

هناك سلسلة من المحفزات التي تؤدي إلى آليات موت الخلايا المبرمج. يمكن أن تكون هذه المنبهات فسيولوجية أو مرضية. ومن المثير للاهتمام أن ليست كل الخلايا تستجيب بنفس الطريقة للمنبهات.

يؤدي التشعيع والأدوية المستخدمة في علاجات السرطان (العلاج الكيميائي) إلى موت الخلايا المبرمج من مسار يسمى المسار المعتمد على البروتين p53.

يمكن لبعض الهرمونات ، مثل الكورتيكوستيرويدات - هرمونات من مجموعة المنشطات ومشتقاتها - أن تؤدي إلى مسار موت الخلايا المبرمج في بعض الخلايا. ومع ذلك ، فإن معظم الخلايا لا تتأثر بوجودها.

موت الخلية العرضي أو نخرها

تعريف

يحدث موت الخلية العرضي أو نخرها عندما تتعرض الخلايا لبيئة غير مواتية تسبب أضرارًا جسيمة لهياكل الخلية.

تشمل هذه العوامل التي تسبب الصدمة درجات الحرارة العالية جدًا أو المنخفضة جدًا ، ومستويات الأكسجين غير الطبيعية ، والتعرض للسموم ، والتعرض لمستقلبات الأكسجين التفاعلية ، والحرمان من المغذيات ، ومستويات الأس الهيدروجيني غير الطبيعية ، من بين أمور أخرى.

تشمل الحالات الطبية المختلفة النخر ، بما في ذلك الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر ومرض هنتنغتون ومرض باركنسون والتصلب الجانبي الضموري والصرع.

على الرغم من أن العملية النخرية متورطة في حالات طبية مختلفة ، إلا أن الآلية الكامنة وراء الحدث لم يتم توضيحها بالكامل. تاريخيًا ، كان يُنظر إلى النخر ببساطة على أنه تفاعلات فوضوية تدمر الخلية.

ومع ذلك ، فإن الأدلة الحالية من Caenorhabditis elegans وكائنات ذبابة الفاكهة تلقي بظلال من الشك على هذه "العقيدة".

تُظهر أنواع الخلايا المختلفة التي تخضع للنخر خصائص خلايا مورفولوجية محددة جدًا استجابة للإصابة ، مما يشير إلى وجود برنامج تنفيذ مركزي للنخر.

يمكن أن يؤدي الفهم الكامل والمفصل للعملية النخرية إلى تطوير منهجيات جديدة للسيطرة على الأمراض التي تنطوي على موت الخلايا النخرية.

الخصائص الخلوية للنخر

كما هو الحال في موت الخلايا المبرمج ، فإن النخر له سمات شكلية مميزة. علاوة على ذلك ، فإن هذه تختلف تمامًا عما نلاحظه في الخلية التي تموت بمسار موت الخلايا المبرمج.

يصاحب الموت التهاب كبير في الخلية ، وتشكيل فجوات في السيتوبلازم ، وانتفاخ في الشبكة الإندوبلازمية ، وتقرح في السيتوبلازم ، وتكثيف الميتوكوندريا ، وتفكك الريبوسومات ، وتمزق الأغشية ، والتهاب الجسيمات الحالة. وكسر ، من بين أمور أخرى.

النخر هو عملية "سلبية" ، لأنه لا يتطلب تخليقًا إضافيًا للبروتين ، كما أن متطلبات الطاقة اللازمة لحدوثها ضئيلة ، ولا تحتوي على أي آلية تنظيم استتباب إضافية.

الآليات

يمكن التوسط في الإصابات التي تحدث في الخلية الميتة من خلال آليتين رئيسيتين: تداخل مصدر الطاقة والضرر المباشر للخلية من خلال العوامل المذكورة أعلاه.

مقارنة بين موت الخلايا المبرمج والنخر

اختلافات

التحكم في العملية: بشكل مقارن ، موت الخلايا المبرمج هو عملية نشطة يتم التحكم فيها بشكل كبير ، بينما النخر هو عملية سامة حيث تكون الخلية ضحية سلبية لنمط الموت المستقل عن الطاقة. كما ذكرنا ، فإن الأدلة الحالية تلقي بظلال من الشك على عدم تنظيم النخر.

موقع الموت: يحدث موت الخلايا المبرمج عادةً في خلية مفردة أو كتلة خلوية صغيرة ، بينما يحدث النخر في سلسلة متصلة من الخلايا.

حالة غشاء البلازما: في موت الخلايا المبرمج ، يظل غشاء الخلية سليمًا ويحتفظ السيتوبلازم بأجسام موت الخلايا المبرمج. في النخر ، يتمزق غشاء البلازما ويتحرر السيتوبلازم.

العمليات الالتهابية: في موت الخلايا المبرمج لا يلاحظ أي نوع من الالتهاب ، في حين أن التضخم هو أحد أكثر خصائص النخر اللافتة للنظر. يرسل فقدان الغشاء والسلامة الخلوية إشارات كيميائية تجند العوامل الخلوية المتعلقة بعملية الالتهاب.

هل يمكنك التفريق بين موت الخلايا المبرمج والنخر؟

ماذا يعتمد على ما إذا كانت الخلية تموت من موت الخلايا المبرمج أو من النخر؟ يتضمن هذا القرار مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك طبيعة إشارة الموت ، ونوع النسيج المعني ، وحالة تطور الكائن الحي ، من بين أمور أخرى.

باستخدام تقنيات الأنسجة التقليدية ، ليس من السهل التمييز بين الأنسجة التي تموت من موت الخلايا المبرمج أو من النخر. تختلف النتائج المورفولوجية للوفاة الناتجة عن المسارات النخرية والاستماتية من عدة جوانب وتتداخل في جوانب أخرى.

تشير الدلائل إلى أن موت الخلايا المبرمج والنخر يمثلان تعبيرًا مورفولوجيًا عن مسار كيميائي حيوي مشترك يسمى استمرارية موت الخلايا المبرمج والنخر. على سبيل المثال ، هناك عاملان متورطان في تحويل مسار موت الخلايا المبرمج إلى نخر: انخفاض توافر الكاسبيسات و ATP داخل الخلية.

الموت السام للخلايا

في الكائنات متعددة الخلايا ، توجد أنواع محددة من الخلايا التي تنتمي إلى الجهاز المناعي - أو الإفرازات التي تنتجها - والتي تكون سامة للخلايا الأخرى.

هذه الخلايا مسؤولة عن بدء المسارات المسؤولة عن تدمير الخلايا المستهدفة (والتي يمكن أن تكون خلية مصابة بمسببات الأمراض أو الخلايا السرطانية). ومع ذلك ، يفضل المؤلفون عدم تضمين أي من الفئتين المذكورتين (النخر أو موت الخلايا المبرمج) ، لأنه لا يحدث من خلال آلية محددة.

خذ الحالة المحددة لموت الخلايا الذي يتوسطه نوع من الخلايا يسمى الخلايا اللمفاوية التائية CD8 ⁺ T السامة للخلايا. في هذا المثال ، تجمع الخلية بين جوانب موت الخلية العرضي والمبرمج.

المراجع

1. ألبرتس ، بي ، براي ، دي ، هوبكين ، كيه ، جونسون ، إيه دي ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… و والتر ، بي (2013). بيولوجيا الخلية الأساسية. علوم جارلاند.
2. Cooper ، GM ، Hausman ، RE ، & Hausman ، RE (2000). الخلية: نهج جزيئي. واشنطن العاصمة: مطبعة ASM.
3. إلمور ، س. (2007). موت الخلايا المبرمج: مراجعة لموت الخلايا المبرمج. علم أمراض السموم، 35 (4) ، 495-516.
4. روس ، إم إتش ، وبولينا ، و. (2006). علم الانسجة. ليبينكوت ويليامز وويلكينز.
5. Syntichaki، P.، & Tavernarakis، N. (2002). الموت بالنخر. كارثة لا يمكن السيطرة عليها ، أم أن هناك نظامًا وراء الفوضى؟ تقارير EMBO، 3 (7) ، 604-9.